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文档简介
【第22讲:等差数列及其前N项和】
【新高考课程标准要求】
1.理解等差数列的概念和通项公式的意义:明确等差数列是从第2项起,每一项与它的前一项的差都等广
同一个常数的数列,掌握其通项公式为=%+(〃-l)d,并能运用通项公式解决相关问题,理解通项公式中
各参数的含义及作用。
2.掌握等差数列的前〃项和公式,理解等差数列的通项公式与前〃项和公式的关系:熟练掌握等差数列前
〃项和公式S“一+〃-1)“一+4),明白通项公式与前〃项和公式都与首项〃公差4有关,
22
可通过已知条件建立方程或方程组,求解相关量。
3.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题:能够从实际问题或数学问题情境中,
识别出等差数列模型,将问题转化为等差数列的相关问题,如求通项、求前〃项和等,进而利用等差数列
的知识进行求解,体现数学建模和数学应用的能力。
4.体会等差数列与一元一次函数的关系:了解等差数列的通项公式4=6+(〃-1”=而+(4-4)是关
2
于〃的一次函数(时)或常数函数(d=0时),前〃项和公式S4二〃q+龙"——d=—n+(al~—)n
222
是美丁〃的二次函数(C/HO时),利用函数的性质来分析等差数列的单调性、最值等问题。
【知识梳理】
一、知识梳理
1.核心概念
等差数列定义:从第2项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数(记为公差d),即氏
(〃£【《*,d为常数)。
等差中项;若a,力,人成等差数列,则人=生必,且2A=4+人。
2
2.关键公式
公式类型表达式说明
%为首项,d为公差,可推广为一机)d
通项公式an=4+(n-\)d
(〃wN*)
前〃项和“91前者需已知首项、末项和项数;后者需己知首项、公
公式刀(〃-1)差和项数
S'=叫---d
3.性质关联
函数属性:
通项4=〃〃+(《一d):当,/wO时,是关于〃的一次函数,图像为直线上的孤立点,斜率为4:当d=0
时,为常数列。
前〃项和S“=£/+(q—4)〃:当〃工。时,是关于〃的二次函数,图像为抛物线(或其一部分)上
22
的孤立点,且无常数项;当d=()时,S“=〃q,为关于〃的一次函数。
项的对称性:若(见〃,〃国£[「),则勺+。”=%,+%;特别地,当〃7+〃=2攵时,
%+。=2&。
二、常用结论
1.前〃项和的衍生结论:
若等差数列{q}的前〃项和为S”,贝iJS2i=(2〃—l)a”(利用S21=&〃1)(;+出,i),结合
+a2n-l=2%推导)。
aS
前〃项和的比值:若{4}与也J均为等差数列,前一项和分别为s“与北,则片=铲口。
2.项数与和的关系:
等差数列中,连续%项的和仍成等差数列,即工,S”-Sk,S3,-S2,,…成等差数列,公差为公
若等差数列共有2〃项,则qH用一“〃:若共有2〃一1项,则w《_〃,s
5奇一5偶一〃d=gnS布_5偶_。“S奇二〃
a
S偶n+\S偶n-1
(S奇、s偶分别为奇数项和、偶数项和)。
3.单调性与最值:
当4>0时,数列单调递增,S”有最小值(可通过%40且q用20求最小值对应的项数〃);当4<0
时,数列单调递减,5“有最大值(可通过见之0且。用工。求最大值对应的项数〃)。
三、微点提醒
1.定义理解误区:判断数列是否为等差数列时,需验证”从第2项起,每一项与前一项的差为常数”,不
可仅验证前几项;若仅说“%N-4="",需补充〃cN"否则定义域不完整。
2.公式使用细节:
运用通项公式。〃=4+(〃-〃?)"时,注意相和〃的取值范围(均为正整数),避免因下标错误导致计
算失误。
前〃项和公式今二"4;耳)中,4是第〃项,不可与“项数〃”混淆;当d=0时,数列是常数列,
S”=〃q,此时不可用二次函数性质分析最值(无最值,除常数本身)。
3.性质适用条件:“若〃z+〃=〃+4,则《〃+/=%,+4”的逆命题不成立,即若品+4”=%,+4,
不一定有机+〃=〃+乡(如常数列中,任意两项和相等,但下标和可不同)。
4.与函数结合的注意点:
通项公式对应的一次函数,其定义域是正整数集(而非全体实数),因此图像是孤立点,而非连续直线。
前〃项和对应的二次函数,若无常数项,但其最值对应的〃需为正整数,若计算出的〃为非整数,需
取其附近的正整数代入计算实际最值(如〃=3.5,则需比较〃=3和〃=4时的S“)。
【课前自测】
一、单选题
1.(24-25高二下•云南曲靖・期末)等差数列{q}满足/+%=20,4=4,若S”为前〃项和,则5.最大时,〃
的值为()
A.9或1()B.8C.9D.10或II
2.(2025高三•全国•专题练习)已知等差数列{%}的前〃项和为S.,满足2%=4+5,则工=()
A.35B.40C.45D.50
3.(24-25高二下•陕西榆林•期末)记S.为等差数列{/}的前〃项和.若4+4=11,则鼠=()
A.43B.44C.87D.88
4.(24-25高二下•广东韶关•期末)已知等差数列{q}的前〃项和为S“,53=2S6=6,则S9=()
A.-9B.-6C.-3D.9
二、多选题
5.(24-25高二下•河南驻马店•期天)设S”是等差数列加,}的前〃项和,若几<0,则下列结论正
确的是()
A.d<0B.⑷<同
C.〃=7时,S.最大D.使S.>0的〃的最大值为13
三、填空题
6.(2025高三・全国・专题练习)把数列{3〃+2}与{4〃}(〃€河)的所有公共项去掉,剩余的项从小到大排序得
到数列{牝},则数列M的前202项和为.
7.(25-26高三上•湖北•开学考试)已知等差数列{叫,{2}的前/,项和分别为S“,Tn,且亍=黄",则
4--------------
四、解答题
f9
8.(2025高三・全国•专题练习)设工为数列{q}的前〃项和.已知生=4,S4=20,且请(为等差数列.求
证:数列{qj为等差数列.
地里分类身常着题型I
【考点一:等差数列基本量的运算】
【例题】1.(25-26高三上•广东深圳•开学考试)设等差数列{4}的前八项和为S”,若4+生+%=%+%,
S4=34,则%=()
A.8B.9C.10D.II
2.(2025高三•全国•专题练习)已知各项均不为零的等差数列{〃“}的前〃项和为5”,满足q=6,5於1,
则{q}的公差d的取值范围为()
D.
【针对训练】3.(2025高三・全国・专题练习)已知等差数列{4},也}的各项均不为°,记{%}的公差为
d,前〃项和为S“,且2。也=3S”.
3
⑴若瓦二Q,求心
⑵记也}的前〃项和为小若7;厂品>0,且24<27,求d的取值范围.
4.(2025高三・全国・专题练习)已知等差数列{q}的前〃项和为S.,若生+火=2(〃4-1),5=10+生,则
()
A.an=2n-1B.S5=a2a5
2
C.Sn=2n-nD.%=15
5.(24-25高二下•广东江门•期末)记S“为等差数列{4,}的前〃顶和,已知S4=。,6=5,则()
2r12-2/1
A.Sn=2n-8/?B.Sn~~C.a”=3〃-10D.a“=2〃-5
【解题策略】
一、核心解题步骤
1.梳理条件与目标:明确题干给出的已知信息(如特定项的值、前〃项和、项数关系等),确定需求解的
量(如某一项知、前〃项和S”、项数〃、公差[等)。
2.选择关联公式:优先选用与可、〃直接关联的核心公式,避免复杂推导:
通项公式:a〃=q+5-l)d(连接“项”与基本量);
前〃项和公式:5“二〃4+缺」〃(连接“和”与基本量)。
3.建立方程(组):根据独立条件的数量列方程:
1个独立条件:列1个关于q和d的一元方程(需结合其他隐含条件,如项数
2个独立条件:列二元一次方程组(因2个基本量需2个方程确定,可直接解出4和4)。
4.求解与验证:解出片和“后,代入目标公式计算结果;必要时验证结果是否符合隐含条件(如项数为正
整数、公差符号与数列单调性一致等)。
【考点二:等差数列的判定与证明】
n-l
【例题】L(2025高三・全国•专题练习)H知数列{4}的前〃项和S“+2(〃61<),令〃=2%”,
2>
求证:数列也}是等差数列,并求数列{可}的通项公式.
2.:2025高三・全国•专题练习)已知数列乩}的前〃项和为S.,^,+3Sn-S„+1=0,4=;.证明:数列J,
3IA
为等差数列:
【针对训练】3.(24.25高二上・甘肃甘南•期末)己知数列也}中,4=4,a“=c*+2"T+3(〃”〃wN)
(1)证明数列是等差数列,并求{4}的通项公式;
(2)设以喙,求4的前〃项和S”.
4.(23-24高二上•江苏盐城•阶段练习)若数列应}的前〃项和为S。,且满足a“+2S“S〃T=0(〃之2)吗二发
⑴求证:[白]是等差数列;
⑵求数列{〃“}的通项公式.
【解题策略】
等差数列的判定与证明的解题策略
等差数列的判定与证明核心是紧扣定义或等价条件,通过代数挂导验证数列是否满足“从第二项起,每一
项与前一项的差为常数”,避免仅通过有限项规律(如前3项差相等)直接判定。
一、核心判定依据(4类关键方法)
判定或证明数列{〃“}为等差数列,需从以下方法中选择,优先用定义法或等差中项法,具体如下:
判定方法核心等价条件适用场景
1.定义法对任意〃之2且〃£I「,有。〃一an-\~d已知数列的通项递推关系(如+C),
(最根本)(“为常数)或可通过变形得到相邻项差
2.等差中对任意〃22且〃wN",有已知数列中三项的关系,或需证明某三项成等
项法2an=%+%差,或可通过前〃项和推导
3.通项公数列的通项公式可表示为=pn+q已知数列的通项公式,或可求出通项公式后验
式法(P、。为常数,且〃=d,q=a「d)证形式
数列的前〃项和可表示为S”=An2+Bn
4.前〃项已知数列的前〃项和公式,或可求出S“后验
和公式法(A、B为常数,且4=—,8=4—)证形式(注意:需排除常数项,即S“无常数项)
22
二、通用解题步骤
1.明确已知条件:梳理题干给出的信息(如递推式、通项、前〃项和、特定项关系等),确定可调用的判
定方法。
2.选择判定方法:
若给递推关系(如4的表达式),优先用定义法:
若给三项关系或需证明“成等差”,优先用等差中项法:
若已知或可求通项公式,验证是否为“〃〃+"”形式(通项公式法);
若已知或可求前〃项和,验证是否为“形式(前〃项和公式法)。
3.代数推导验证:
定义法:计算证明其结果为与〃无关的常数;
等差中项法:推导2C“—(/T+/+J,证明其结果为0;
公式法:将通项或前〃项和整理,验证是否符合“一次函数”或“不含常数项的二次函数”形式。
4.补充首项/初始条件:若推导仅从〃22开始,需验证七一“是否等于前述常数(定义法),或确认首项
满足通项/前〃项和公式,确保数列整体为等差。
三、常见易错点与规避策略
1.忽略“任意〃”:仅验证前3项(如出一4二%一生)即判定为等差,需强调“对所有“22成立",必
要时用数学归纳法辅助证明(针对递推复杂的数列)。
2.前〃项和公式误用:若S”=A/+B〃+C(CWO),则{《,}从第二项起为等差,而非整个数列,需排
除常数项。的干扰。
3.递推式变形错误:对含%与S”的递推关系(如S,=2%—1),需先通过/=S“一S”T(〃"2)消去S“,
再用定义法判定,避免直接套用公式。
【考点三:等差数列的性质及其应用】
【角度L等差数列的性质】
【例题】1.(2025・陕西汉中•三模)已知等差数列{q}的前〃项和为S”,若4+%=12,则品=()
A.3()B.40C.60D.120
2.(2025.江西•二模)已知{q}为等差数列,其前〃项和为S“,若S”=11,则下列各式的值不能砸足的是(〉
A.“6B./+々3+43C.5)+S2ID.-y-+-^-
【针对训练】3.(2025高三・全国・专题练习)已知等差数列乩}的前〃项和为S“,当S”为定值时,
2%+%+&也是定值,贝1」左=.
4.(2025・安徽•三模)已知等差数列{q}的前〃项和为S.,4+%+4=3,若4+4T+4_2=27,&=150,
则仁.
【角度2:等差数列的前N项和的性质】
【例题】1.(24-25高二下•陕西榆林•阶段练习)在等差数列{q}中,S“为其前〃项和,若S$=5,品)=15,
则"的值为.
Sq〃a
2.(24-25高二下•云南昆明•阶段练习)设等差数列{&},也}的前〃项和分别是S“,7;,若广司太,则去二
)
D
A.巳-2
【针对训练】3.(24-25高二下•四川成都•期中)两个等差数列{q}和他},其前〃项和分别为S”,Tnf
S3n+2
日—n=-----则()
Tnn+3
35n25
A.\BD.—D.—
14c谓24
4.(2025高二・全国・专题练习)已知等差数列{叫的前〃项和为S”,且其二-12,§9=45,则$6二
【角度3:等差数列的前N项的最值】
【例题】1.(22-23高二下•广东佛山•期中)已知等差数列{4}前〃项和为S“,4+4+%=3,Sn=-\\,
则使3取得最大值时〃的值为()
A.4B.5C.6D.7
多选题2.(23-24高二上•福建漳州•阶段练习)已知数列{〃,,}的前〃项和为2=11〃-则下列说法正确的
是()
A.也}是递增数列B.%=6
C.当〃=6时S.取最大值D.满足S.>0的最大的正整数〃为10
【针对训练】多选题3.(23-24高二上.江苏徐州.阶段练习)等差数列{4}的前〃项和为S”,已知
Si。=O,S]s=25,则()
A.«5=0B.{4}的前〃项和中邑最小
C.使S”<0时〃的最大值为9D.2的最大值为0
n
(多选题]4.(22-23高二下•江苏扬州•开学考试)等差数列{%}的前〃项和为S“,且S,>§5,$5=56,S6Vs,,
则下列说法中正确的有().
A.4=。B.d<0
C.当〃=5或6H寸,S.取最小值D.510<0
5.(24-25高二下•湖北•期中)若数列{〃“}满足a”+%+2=24,x(〃eN)«.=10,%=-2,设数列{对}的前
〃项和为S“,则当S”取最大值时,〃=.
【解题策略】
等差数列的性质及其应用的解题策略
等差数列的性质是基于定义和公式推导的“简化工具”,核心是利用性质减少运算量,避免反复套用基本公
式(〃”=4+(〃-l)d、S“二〃(";%)),尤其适用于求特定项、前〃项和或判断项的关系。
一、核心性质分类与应用场景
1.项的下标规律性质(高频考点)
此类性质围绕“下标和相等”展开,是解决“项的和””对称项关系”的核心,需牢记:
性质生若m+n=p+q(m,〃,p,qwN),则6”+%=与+4。
特殊情况:当〃=“=%时,m+〃=2左,即品+勺=24(勺为与与勺的等差中项)。
应用场景:已知某几项的值,求另外几项的和(如已知氏+%=1°,求生+%或。5)。
性质2:数列{/}是等差,则下标成等差数列的子数列仍为等差(如4,%,氏,…,公差为2d)。
应用场景:求周期性间隔项的关系(如己知生=3,求小,利用子数列公差4")。
2.前〃项和的特殊性质
此类性质聚焦前〃项和的“局部与整体”关系,简化求和计算:
性质1:等差数列前〃项和S一则5〃,52“一5〃,53“—52匹..仍为等差数列(公差为
应用场景:已知§5=10,品)=30,求九(利用S5,$o—S5,S|5-,o成等差,即10,20,九一30,
得儿=60)。
性质2:若项数为2Z(偶数),则§2人=%(4+6+P,旦s奇一S,%="(S偶为偶数项和,S奇为奇数
项和);若项数为22一1(奇数),则$21=(2火—I)4,且_(%为中间项)。
3奇7偶一4
应用场景:已知项数为5(奇数),s奇一s%=4,直接得中间项为=4,进而求S5=5%=20。
性质3:前〃项和公式的“比值转化”:若两等差数列{〃"}、{〃』的前〃项和分别为S.1,则鲁二:;
47
S13a,%S[3
应用场景:已知肃=£,求U(直接得皆=竦=£)。
T-,5b4b4T75
3.通项与前〃项和的关联性质
性质1:通项公式与前〃项和的关系:4”=S“-S〃T(〃之2),且%=工;若S,=A"2+8〃,则
atl=2An+(B-A)(直接由二次函数推导一次通项)。
应用场景:已知S”求《,或验证S”与凡的一致性。
性质2:前〃项和的“一次函数特征":显=&〃+(《_4),即数列{2}是公差为&的等差数列。
/?22n2
应用场景:已知冬•=2,邑=4,求之(利用{&}成等差,得当■=6)。
357〃7
二、通用解题步骤
1.识别问题类型:判断题目是求“特定项”“项的和”“前〃项和”还是“两数列比值“,匹配对应的性质
(如下标和问题用性质1,前〃项和的局部关系用性质2)。
2.优先调用性质:避免直接设为、d列方程(虽通用但运算量大),先观察下标是否有“和相等”“成等差”
等特征,或前〃项和是否有“局部间隔”(如S〃,S2“一S〃)。
3.补充基本量运算:若性质无法直接求解(如缺少关键项或和),再设%、d(或为、d,利用中间项简
化),结合性质列方程,减少未知数个数。
4.验证结果合理性:利用性质反向验证(如用+4验证求得的项是否满足和的关系),避免下
标对应错误。
三、常见易错点与规避策略
1.下标对应错误:应用"m+n=p+qnam+>=册+%”时,混淆下标和(如误将5+%等同于%+4,
需确保2+5=3+4而非3+3),规避:先计算两边下标和,确认相等后再用性质。
2.前〃项和的局部性质误用:忽略”S”,S20—S”,S3〃—S?”成等差”的前提是“等差数列”,且公差为1d
2
),规避:记忆公差推导过程(S2n-Sn-Sn=nd),避免记混系数。
3.项数奇偶性混淆:应用“项数为奇/偶时的q《关系”时,误将“项数为22-1”的中间项记为
(实际为血),规避:明确“项数为,〃时,中间项下标为失匚(奇数项)”。
遐后跪蒯绽
一、单选题
1.(24-25高二下•江西上饶•阶段练习)已知等差数列{q}的前〃项和为S”,若邑=12,S6-S,=24,则
L-$9=()
A.36B.48C.60D.120
2.(2025・湖北黄冈•模拟预测)设等差数列{为}的前〃项和为S“,若工=TS,向=0,S,m=4,则/〃=()
A.8B.7C.6D.5
3.(2025广西柳州.模拟预测)设等差数列{%}的前〃项和为S“,若S,-*-9吗+4-5,则依}的公差为
()
A.1B.2C.3D.4
4.(2025•四川成都•一模)在等差数列{4}中,%=3,4+4=2,则%=()
A.-2B.-1C.1D.2
5.(2025•江苏泰州•模拟预测)设S”是等差数列{q}的前〃项和,7;是数列{小卜勺前〃项和.若邑=12,\=40,
则兀等于()
A.49B.50C.51D.52
6.(2025・河北唐山•三模)己知等差数列{%}的前〃项和为S“,%+仆+a=T2。,5s,-71=70,若&=S,+1,
则上=()
A.27B.28C.54D.55
7.(2025•海南省直辖县级单位•模拟预测)已知{%}是等差数列.公差4工0,且%,生,研成等比数列,
则区等于()
46
5门25「15n16
A.—B.—C.—D・—
16171617
8.(2025•山东泰安・模拟预测)公差不为()的等差数列{q}的前〃项和为S“,若q=2,%,%,%成等比数
列,则满足S”>。的〃的最大值为()
A.8B.9C.13D.14
9.(2025.黑龙江大庆•模拟预测)已知等差数列{%}的前〃项和为若55=2S3,q+%=10,则公差”为
()
A.-7B.!C.-D.1
423
10.(2025•海南海口•模拟预测)已知等差数列&}的前〃项和为S.,S5=25,£=27,贝1监。=()
A.25B.26C.27D.28
11.(2025・湖北武汉•模拟预测)已知等差数列{%}中,4+4=2%-2,%+4I=26,则数列{《・COSM}的前
2026项的和为()
A.1013B.1014C.2026D.2028
二、填空题
12.(2024.上海.三模)设{4}是等差数列,其前〃项和为S”.若牝=6,S5=20,则%=.
13.(2025・陕西咸阳・模拟预测)等差数列仅“},也}的前八项和分别为S”,,,已知则+的
Tn2"4
值为.
14.(2025・湖北荆州•模拟预测)已知数列{q}的前〃项和为S.,4=2,且{〃5;}为等差数列,若
56+4+/+4=1,则,=_____,
三、解答题
15.(2024.全国.模拟预测)设等差数列{q}的前〃项和为S”,已知Sa=-15.
(1)若4=-7,求{%}的通项公式:
⑵若对于任意〃eNZ都有S.NS,,求公差4的取值范围
【第22讲:等差数列及其前N项和】
【新高考课程标准要求】
1.理解等差数列的概念和通项公式的意义:明确等差数列是从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于
同一个常数的数列,掌握其通项公式%=6+(〃-1)",并能运用通项公式解决相关问题,理解通项公式中
各参数的含义及作用。
2.掌握等差数列的前〃项和公式,理解等差数列的通项公式与前〃项和公式的关系:熟练掌握等差数列前
〃项和公式5“二9+〃(〃一1)d=〃(4+4),明白通项公式与前〃项和公式都与首项《、公差d有关,
22
可通过已知条件建立方程或方程组,求解相关量。
3.能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系,并解决相应的问题:能够从实际问题或数学问题情境中,
识别出等差数列模型,将问题转化为等差数列的相关问题,如求通项、求前〃项和等,进而利用等差数列
的知识进行求解,体现数学建模和数学应用的能力。
4.体会等差数列与一元一次函数的关系:了解等差数列的通项公式+(〃-1)3二加+(%-")是关
2
于n的一次函数(d/()时)或常数函数(d=0时),前〃项和公式S〃=na.+%二=-n+
222
是关于〃的二次函数(d¥()时),利用函数的性质来分析等差数列的单调性、最值等问题。
【知识梳理】
一、知识梳理
1.核心概念
等差数列定义:从第2项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数(记为公差4),即。向-
(〃EN*,△为常数)。
等差中项:若。,A,〃成等差数列,则从二土心,且2A=。+6。
2
2.关键公式
公式类型表达式说明
q为首项,〃为公差,可推广为。〃二〃”;+(〃-"z)d
通项公式CI"=%+(〃-1)4
(in,neN*)
_〃(一+%)
前〃项和1前者需已知首项、末项和项数:后者需已知首项、公
公式〃(〃一1)差和项数
S"=-1-3—d
3.性质关联
函数属性:
通项为=d〃+(q-d):当〃工0时,是关于〃的一次函数,图像为直线上的孤立点,斜率为d;当d=0
时,为常数列。
前〃项和S“=£/+(q—4)〃:当〃工。时,是关于〃的二次函数,图像为抛物线(或其一部分)上
22
的孤立点,且无常数项;当d=()时,S“=〃q,为关于〃的一次函数。
项的对称性:若(见〃,〃国£[「),则勺+。”=%,+%;特别地,当〃7+〃=2攵时,
%+。=2&。
二、常用结论
1.前〃项和的衍生结论:
若等差数列{q}的前〃项和为S”,贝iJS2i=(2〃—l)a”(利用S21=&〃1)(;+出,i),结合
+a2n-l=2%推导)。
aS
前〃项和的比值:若{4}与也J均为等差数列,前一项和分别为s“与北,则片=铲口。
2.项数与和的关系:
等差数列中,连续%项的和仍成等差数列,即工,S”-Sk,S3,-S2,,…成等差数列,公差为公
若等差数列共有2〃项,则qH用一“〃:若共有2〃一1项,则w《_〃,s
5奇一5偶一〃d=gnS布_5偶_。“S奇二〃
a
S偶n+\S偶n-1
(S奇、s偶分别为奇数项和、偶数项和)。
3.单调性与最值:
当4>0时,数列单调递增,S”有最小值(可通过%40且q用20求最小值对应的项数〃);当4<0
时,数列单调递减,5“有最大值(可通过见之0且。用工。求最大值对应的项数〃)。
三、微点提醒
1.定义理解误区:判断数列是否为等差数列时,需验证”从第2项起,每一项与前一项的差为常数”,不
可仅验证前几项;若仅说“%N-4="",需补充〃cN"否则定义域不完整。
2.公式使用细节:
运用通项公式。〃=4+(〃-〃?)"时,注意相和〃的取值范围(均为正整数),避免因下标错误导致计
算失误。
前〃项和公式今二"4;耳)中,4是第〃项,不可与“项数〃”混淆;当d=0时,数列是常数列,
S”=〃q,此时不可用二次函数性质分析最值(无最值,除常数本身)。
3.性质适用条件:“若〃z+〃=〃+4,则《〃+/=%,+4”的逆命题不成立,即若品+4”=%,+4,
不一定有机+〃=〃+乡(如常数列中,任意两项和相等,但下标和可不同)。
4.与函数结合的注意点:
通项公式对应的一次函数,其定义域是正整数集(而非全体实数),因此图像是孤立点,而非连续直线。
前〃项和对应的二次函数,若无常数项,但其最值对应的〃需为正整数,若计算出的〃为非整数,需
取其附近的正整数代入计算实际最值(如〃=3.5,则需比较〃=3和〃=4时的S“)。
【课前自测】
一、单选题
1.(24-25高二下•云南曲靖・期末)等差数列加,}满足/+%=20,4=4,若S”为前〃项和,则5.最大时,〃
的值为()
A.9或1()B.8C.9D.10或II
【答案】A
【分析】根据已知条件求出4,d,把S”表示为关于〃的二次函数,利用二次函数的性质即可求解.
%+%=2%=20%=10
【详解】•=>仆_2"=i=18,
%=%+3d=4
Sn=18〃+x(-2)=-/r+19”,
关于〃的二次函数“〃)=-1+19〃,其对称轴为晔三,
・•・当〃=9或〃=10时,S”最大.
故选:A.
2.(2025高三.全国•专题练习)已知等差数列{为}的前〃项和为3,满足2%=%+5,则S,)=()
A.35B.40C.45D.50
【答案】C
[分析]根据等差数列的性质=%+%求出%=5,再利用等差数列前〃项和公式和4+%=2%求解即
可.
【详解】由等差数列的性质得6+%=2%=%+5,则为=5,所以Sg=%l*=9%=9x5=45.
故选:C.
3.(24-25高二下•陕西榆林•期末)记S.为等差数列{/}的前〃项和.若4+4=11,则1=()
A.43B.44C.87D.88
【答案】B
【分析】先根据等差数列的性质得出4+4=4+4;再根据等差数列前〃项和公式可求解.
【详解】由等差数列的性质可得:q+%=%+4
则由等差数列前〃项和公式得:4岁小气与8:44,
故选:B.
4.(24-25高二下•广东韶关•期末)已知等差数列{%}的前〃项和为S",$3=2$6=6,贝I」Sg=()
A.-9B.-6C.-3D.9
【答案】A
【分析】利用等差数列片段和的性质可知S3、§6-8、Sg-S6成等差数列可求得Sg的值.
【详解】由题意可得§3=6,5=3,
因为等差数列{为}的前〃项和为,,
由等差数列片断和的性质可知§3、“-S3、S9-S6成等差数列,
所以2(S6-S3)=S3+S「S6,所以§9=356-38=3x3—3x6=-9.
故选:A.
二、多选题
5.(24-25高二下•河南驻马店•期天)设S”是等差数列{&}的前〃项和,若几<0,生<-1,则下列结论正
确的是()
A.d<0B.|%|<同
C.〃=7时,S.最大D.使S”>0的〃的最大值为13
【答案】AC
【分析】对于AB,由题儿<0可得%<0,由生<-1可得%>0,%+/>0,据此可判断AB;对于C,
分析可得〃07时,。”>0,时.,进而判断即可;市于D,由题可得几>0,九<0,据此可判
断选项正误.
【详解】对于AB,由题意>="("+%)=]5的<0,即/<0,
又以〈Tv。,所以外>(),且生+%>0,则同>同,
故{q}为递减数列,即d<0,故A正确,B错误;
由于〃V7时,。“>。,〃28时,。”<0,
则〃=7时,S.最大,故C正确;
由‘4='(a:,'=7(%+%)>°,S5<。,
所以使邑>0的〃的最大值为14,故D错误.
故选:AC.
三、填空题
6.(2025高三・全国•专题练习)把数列{3〃+2}与{4〃}(〃eN)的所有公共项去掉,剩余的项从小到大排序得
到数列也},则数列{an}的前202项和为.
【答案】49609
【分析】{3〃+2}与{4〃}的公共项为12〃-4,两数列去掉公共项后,剩余的项从小到大排序可发现每两个被
去掉的相邻的公共项之间有5项,其和构成等差数列,利用等差数列的前〃项和公式即可求解.
【详解】{3〃+2}与{4〃}的第一个公共项为8,{3〃+2)是公差为3的等差数列,{4〃}是公差为4的等差数列,
则两数列的公共项构成首项为8,公差为12的等差数列,即数列{12〃-4},
两数列去掉公共项后,剩余的项从小到大排序为4,5,11,12,14,1617,23,24,26,28,29,35,,且每两个被去掉
的相邻的公共项之间有5项,
分别求和得11+12+14+16+17=70,23+24+26+28+29=130,35+36+38+40+41=190,,
可以看到每相邻5项的和依次构成首项为70,公差为60的等差数列.
因为(202—2)+5=40,所以{q}的前202项和为4+5+40x70+如学60=49609.
故答案为:49609.
S+2
7.(25-26高三上•湖北•开学考试)已知等差数列{%},{"}的前/,项和分别为2,工、,且亍=黄",则
4----------
4715
【答案】布与
【分析】根据等差数列的求和公式,结合性质即可求解.
【详解】由3=3〃+2九3x15+247
可得
〃+17^~15+1-I6
15x4十”
九二2二15%二%
154bj
015xV^
故答案为:—•
16
四、解答题
8.(2025高三・全国•专题练习)设S”为数列依}的前〃项和.已知生=4a=20,且为等差数列.求
证:数列{«,}为等差数列.
【答案】证明见解析
【分析】设等差数列的公差为d,利用等差数列公式和题设条件得到关于S"的方程求出,,",进而
、n
求出S.,接着由q=s“-sk求出数列{q}的通项公式即可由等差数列定义求解.
【详解】证明:设等差数列[叫的公差为d,则&=¥+(〃-1”.
nJnI
因为S,=20,所以3=丛+3"可得S+3d=5①,
4I
又因为生=4,则S2=q+/=$+4,结合与吾+4可得3+24=4②,
联立①②解得5=2/=I,
C
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